EVALUACION DE LAS CONDICIONES DE DOSIFICACION DE …
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EVALUACIÓN DE LAS CONDICIONES DE DOSIFICACIÓN DE CLORO EN LA PLANTA DE TRATAMIENTO DEL ACUEDUCTO CESTILLAL - EL DIAMANTE “ACUCESDI” ÁLVARO JAVIER GÓMEZ SOTO JULIÁN ALBERTO PAYÁN LÓPEZ UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE PEREIRA FACULTAD DE TECNOLOGÍA ESCUELA DE QUÍMICA PEREIRA 2008 CORE Metadata, citation and similar papers at core.ac.uk Provided by Repositorio academico de la Universidad Tecnológica de Pereira
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EVALUACIÓN DE LAS CONDICIONES DE DOSIFICACIÓN DE CL ORO EN LA
PLANTA DE TRATAMIENTO DEL ACUEDUCTO CESTILLAL - EL DIAMANTE
“ACUCESDI”
ÁLVARO JAVIER GÓMEZ SOTO
JULIÁN ALBERTO PAYÁN LÓPEZ
UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE PEREIRA
FACULTAD DE TECNOLOGÍA
ESCUELA DE QUÍMICA
PEREIRA
2008
CORE Metadata, citation and similar papers at core.ac.uk
Provided by Repositorio academico de la Universidad Tecnológica de Pereira
EVALUACIÓN DE LAS CONDICIONES DE DOSIFICACIÓN DE CL ORO EN LA
PLANTA DE TRATAMIENTO DEL ACUEDUCTO CESTILLAL - EL DIAMANTE
“ACUCESDI”
ÁLVARO JAVIER GÓMEZ SOTO
JULIÁN ALBERTO PAYÁN LÓPEZ
TRABAJO DE GRADO COMO REQUISITO PARCIAL PARA OBTENE R EL
TITULO DE TECNÓLOGO QUÍMICO
DIRECTOR
CARLOS HUMBERTO MONTOYA NAVARRETE
UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE PEREIRA
FACULTAD DE TECNOLOGÍA
ESCUELA DE QUÍMICA
PEREIRA
2008
AGRADECIMIENTOS
JULIAN ALBERTO PAYAN:
A mi Madre, por todos los sacrificios y porque nunca perdió la fe en mi. Porque
espera que este sea el primero mas no el ultimo de mis triunfos.
JULIAN ALBERTO PAYAN Y ALVARO JAVIER GOMEZ:
A nuestras familias por creer en nosotros y brindarnos su apoyo y comprensión.
A los directivos y al personal del Acueducto Cestillal – El Diamante (ACUCESDI)
por darnos la oportunidad de participar en un proyecto de tanta proyección y que
propone un gran beneficio y un gran servicio a la comunidad.
Al profesor Carlos Humberto Montoya por dirigir este proyecto, permitirnos llevarlo
a un buen termino y apoyarnos con su colaboración en los momentos en los que lo
necesitamos.
A los profesores en general por los conocimientos que de ellos adquirimos y que
sin duda nos permitirán desempeñarnos como excelentes Tecnólogos Químicos.
TABLA DE CONTENIDO
Pág.
1. INDICE DE TABLAS Y ECUACIONES 7
1.1. INDICE DE TABLAS 7
1.2. INDICE DE ECUACIONES 9
2. INDICE DE GRAFICAS Y FOTOS 10
2.1. INDICE DE GRAFICAS 10
2.2. INDICE DE FOTOS 11
3. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA 12
4. JUSTIFICACION 14
5. OBJETIVOS 17
5.1. OBJETIVO GENERAL 17
5.2. OBJETIVOS ESPECIFICOS 17
6. MARCO DE REFERENCIA 18
6.1. MARCO TEORICO 18
6.1.1. IMPORTANCIA DEL AGUA 19
6.1.2. NECESIDAD DEL TRATAMIENTO DEL AGUA 19
6.1.3. NECESIDAD DE LA DESINFECCIÓN DEL AGUA
POTABLE 20
6.1.4. DESINFECCIÓN DEL AGUA 21
6.1.5. FUNCIONAMIENTO DE LA DESINFECCIÓN 22
6.1.6. MECANISMO DE DESINFECCIÓN 23
6.1.7. CONDICIONES PARA LA DESINFECCIÓN DEL
AGUA 23
6.1.8. FACTORES QUE INFLUYEN EN LA DESINFECCIÓN
DEL AGUA 24
6.1.9. QUÍMICA DE LA CLORACIÓN 26
6.2. MARCO LEGAL 28
6.2.1 DECRETO NÚMERO 1594 DE 1984 (26 DE JUNIO) 29
6.2.2. DECRETO NÚMERO 1575 DE 2007 (9 DE MAYO) 30
6.2.3. RESOLUCIÓN NÚMERO 2115 (22 JUN 2007) 31
7. METODOLOGÍA 34
8. RESULTADOS Y DISCUSIÓN 36
8.1. RESULTADOS DEL CAMBIO DE LA CONCENTRACIÒN
CON EL TIEMPO DE LAS SOLUCIONES DE CLORO QUE
SE UTILIZAN EN LA ETAPA DE DESINFECCIÓN DEL AGUA 36
8.2. RESULTADOS DE LAS DEMANDAS DE CLORO 41
8.3. RESULTADOS EN EL MONITOREO DE LA DISMINUCION
EN LA CONCENTRACIÓN DE CLORO EN LA LÍNEA
CAÑAVERAL 46
8.4. PUNTOS DE MUESTREO 49
8.5. RESULTADOS DEL MONITOREO DEL CAUDAL DE SALIDA
DE AGUA TRATADA 52
8.6. PLAN DE DOSIFICACIÓN DE LA SOLUCIÓN DE CLORO 53
8.7. ANALISIS MICROBIOLÓGICO 63
9. CONCLUSIONES 64
10. RECOMENDACIONES 66
11. BIBLIOGRAFIA 68
12. ANEXOS 70
7
1. INDICE DE TABLAS Y ECUACIONES
1.1. INDICE DE TABLAS
Pág.
Tabla 1. Valores de cloro residual libre obtenidos entre los meses de
abril y julio del año 2005 (rango permitido según el decreto
475 de 1998, vigente hasta junio de 2007) 15
Tabla 2. Valores de cloro residual libre obtenidos entre los meses de
agosto y septiembre del año 2007 (rango permitido según la
resolución 2115 de junio de 2007) 15
Tabla 3. Variación de la concentración en %m/v de Cl2 de la solución
No. 1 (solución sin homogenizar) 36
Tabla 4. Variación de la concentración en mg/L de Cl2 de la solución
No. 1 (solución sin homogenizar) 37
Tabla 5. Variación de la concentración en %m/v de Cl2 de las
soluciones No. 2 a la No. 7 (soluciones homogenizadas) 37
Tabla 6. Variación de la concentración en mg/L de Cl2 de las
soluciones No. 2 a la No. 7 (soluciones homogenizadas) 38
Tabla 7. Resultados de las demandas de cloro realizadas al agua
clarificada en días cálidos (demandas No. 1 a No. 6) 42
8
Tabla 8. Resultados de las demandas de cloro realizadas al agua
clarificada en días lluviosos (demandas No. 7 y No. 8) 43
Tabla 9. Resultados de la demanda de cloro realizada al agua cruda
que llega de la bocatoma en día cálido 43
Tabla 10. Resultados monitoreo de la disminución de cloro residual a
través de la línea cañaveral (conc. Cl2 por punto) 46
Tabla 11. Resultados monitoreo de la disminución de cloro residual a
través de la línea cañaveral (variación concentración de Cl2
por punto) 47
Tabla 12. Datos monitoreo caudal de salida del agua tratada 52
Tabla 13. Dosificación de cloro necesaria para obtener una
concentración de 0,9 mg/L de Cl2 en el agua (con
solución madre en % m/v) 58
Tabla 14. Dosificación de cloro necesaria para obtener una
concentración de 0,9 mg/L de Cl2 en el agua (con
solución madre en mg/L) 59
Tabla 15. Dosificación de Cloro necesaria para obtener una
concentración de 1,0 mg/L de Cl2 en el agua (con
solución madre en % m/v) 60
9
Tabla 16. Dosificación de cloro necesaria para obtener una
concentración de 1,0 mg/L de Cl2 en el agua (con
solución madre en mg/L) 60
Tabla 17. Duración de la solución madre necesaria para obtener una
concentración de 0,9 mg/L de Cl2 en el agua 61
Tabla 18. Duración de la solución madre necesaria para obtener una
concentración de 1,0 mg/L de Cl2 en el agua 62
Tabla 19. Análisis microbiológico del agua en el acueducto 63
1.2. INDICE DE ECUACIONES
Pág.
ECUACION 1. CALCULO CONC. DE SOLUCIÓN COMERCIAL EN
% m/v DE Cl2 55
ECUACION 2. CALCULO CONC. DE SOLUCIÓN COMERCIAL EN
mg/L DE Cl2 56
ECUACION 3. CALCULO VOL. DE SOLUCIÓN COMERCIAL EN %
m/v DE Cl2 56
10
2. INDICE DE GRAFICAS Y FOTOS
2.1. INDICE DE GRAFICAS
Pág.
Grafica 1. % Variación de la concentración de Cl2 de las soluciones
No. 2 a la No. 7 (soluciones homogenizadas) 38
Grafica 2. Variación de la concentración en mg/L de Cl2 de las
soluciones No. 2 a la No. 7 (soluciones homogenizadas) 39
Grafica 3. Duración de las soluciones de cloro No. 2 a la No. 7
(soluciones homogenizadas) 40
Grafica 4. Resultados de las demandas de cloro realizadas al agua
clarificada en días cálidos (demandas No. 1 a No. 6) 44
Grafica 5. Resultados de las demandas de cloro realizadas al agua
clarificada en días lluviosos (demandas No. 7 y No. 8) 44
Grafica 6. Resultados monitoreo de la disminución de cloro residual
a través de la línea cañaveral (conc. Cl2 por punto) 47
Grafica 7. Resultados monitoreo de la disminución de cloro residual
a través de la línea cañaveral (variación concentración de
Cl2 por punto) 48
11
Grafica 8. Datos monitoreo caudal de salida del agua tratada 53
2.2. INDICE DE FOTOS
Pág.
Fotos 1 y 2. Punto de muestreo No. 1 (planta Alegrías) 49
Fotos 3 y 4. Punto de muestreo No. 2 (tanque de Altagracia) 49
Fotos 5 y 6. Punto de muestreo No. 3 (oficinas Altagracia) 50
Fotos 7 y 8. Punto de muestreo No. 4 (sector Cajones) 50
12
EVALUACIÓN DE LAS CONDICIONES DE DOSIFICACIÓN DE CL ORO EN LA
PLANTA DE TRATAMIENTO DEL ACUEDUCTO CESTILLAL - EL DIAMANTE
“ACUCESDI”.
3. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
El agua es un recurso indispensable para los seres vivos y para los humanos. La
importancia que ha cobrado la calidad del agua ha generado que sean ideados
procesos de tratamiento que garanticen su potabilidad para consumo diario o para
su utilización en actividades domésticas, industriales o agrícolas [4]. Para
garantizar la seguridad del agua potable los sistemas de desinfección del agua se
aplican generalmente en una etapa final del tratamiento del agua.
La desinfección del agua significa la extracción, desactivación o eliminación de los
microorganismos patógenos que existen en el agua. La destrucción y/o
desactivación de los microorganismos supone el final de la reproducción y
crecimiento de los mismos. Si estos microorganismos no son eliminados el agua
no es potable y es susceptible de causar enfermedades. El agua potable no puede
contener estos microorganismos [6].
La desinfección se logra mediante desinfectantes químicos y/o físicos. Estos
agentes también extraen contaminantes orgánicos del agua, que son nutrientes o
cobijo para los microorganismos. Los desinfectantes no solo deben matar a los
microorganismos sino que deben además tener un efecto residual, que significa
que se mantienen como agentes activos en el agua después de la desinfección
13
para prevenir el crecimiento de los microorganismos en las tuberías provocando la
recontaminación del agua [14].
El acueducto Cestillal - El Diamante “ACUCESDI”, actualmente cuenta con una
planta de tratamiento compacta con tecnología de la empresa VALREX. Dicha
planta permite hacer el tratamiento completo del agua captada en el 40% del
sistema de distribución. El resto del sistema realiza desinfección con cloro en una
serie de tanques que se ubican estratégicamente en toda su área de influencia. La
desinfección desde la planta de tratamiento a través de la línea cañaveral la cual
llega hasta la vereda Filo-bonito sector Cajones, presenta dificultades debido a
que la dosificación de la cantidad de cloro no se encuentra especificada bajo
parámetros establecidos, por lo cual se busca determinar las condiciones que
conlleven a realizar este proceso de una forma más sistemática con el fin de
volver más eficiente la empresa y prestar un mejor servicio a la comunidad.
14
4. JUSTIFICACION
El agua que se necesita para uso domestico, agrícola y para procesos industriales
se toma de lagos ríos y fuentes subterráneas naturales o de depósitos. El agua
que llega a los sistemas de aguas municipales debe ser sometida a un proceso de
tratamiento antes de ser distribuida a tomas domesticas. En el tratamiento de
aguas municipales lo más común es que se presenten cinco pasos: coagulación,
floculación, sedimentación, filtración y desinfección. La etapa de desinfección
implica normalmente el tratamiento del agua con un agente químico para asegurar
la destrucción de las bacterias. El ozono es muy eficaz para la destrucción de
baterías contenidas en el agua, pero se debe generar en el lugar que se usa. El
cloro (Cl2) es por lo tanto mas conveniente. La cantidad que se usa depende la
presencia de otras sustancias con las cuales el cloro podría reaccionar y de las
concentraciones de bacterias y virus que es necesario eliminar [2].
El Acueducto Cestillal - El Diamante “ACUCESDI” asumió en el año 2000, la
administración del servicio de agua para una población estimada de mas de 25000
habitantes en cuatro corregimientos y treinta y nueve veredas con 220 kilómetros
lineales de redes de conducción y distribución, siendo uno de los acueductos
rurales mas grandes del país. Este acueducto posee dentro de su infraestructura
una sola planta de tratamiento (sistema compacto coagulación-floculación y
filtración), el resto del sistema utiliza tanques de almacenamiento y distribución en
los cuales solamente se realiza el proceso de desinfección.
Registros de análisis anteriores [11], han demostrado ciertas falencias en el
proceso de desinfección con cloro en la línea cañaveral, la cual pasa por el tanque
de Altagracia:
15
Tabla 1. Valores de cloro residual libre obtenidos entre los meses de abril y
julio del año 2005 (rango permitido según el decret o 475 de 1998, vigente
hasta junio de 2007)
VARIABLE O
PARAMETRO
FECHA UNIDAD
DE
MEDIDA
RANGO
PERMITIDO
mg/L
CUMPLE
CON LA
NORMA
04 de
Abril
03 de
Mayo
03 de
Junio
Cloro Residual
libre <0,04 <0,04 <0,04 mg/L 0,2-1,0 NO
La empresa ha realizado algunos ajustes para el mejoramiento del proceso de
desinfección, pero se siguen presentando problemas con la dosificación de cloro
adecuada para asegurar la presencia de cloro residual dentro de rangos estables y
no muy alejados entre si que permitan estabilizar cada vez mas dicho proceso de
desinfección en la línea cañaveral del sistema:
Tabla 2. Valores de cloro residual libre obtenidos entre los meses de agosto
y septiembre del año 2007 (rango permitido según la resolución 2115 de
junio de 2007)
VARIABLE O
PARAMETRO
FECHA UNIDAD
DE
MEDIDA
RANGO
PERMITIDO
mg/L
CUMPLE
CON LA
NORMA
02 de
Agosto
30 de
Agosto
28 de
Septiembre
Cloro
Residual libre 0,4 1,1 0,4 mg/L 0,3-2,0 SI
16
Como se observa, la variación de las concentraciones en un mismo punto de la
línea cañaveral varía de un mes a otro por que no existe un plan de dosificación
adecuado que lo regule.
El presente trabajo pretende determinar las condiciones que permitan que el
proceso de incorporación de cloro se realice de forma tal que tanto la
concentración de cloro como su efecto de desinfección se reflejen en la calidad del
agua que entrega el acueducto a sus afiliados con respecto al articulo 9 de la
resolución 2115 de 2007, expedida por el ministerio de la protección social, el
ministerio de ambiente, vivienda y desarrollo territorial [9]. El cual establece el
valor admisible del cloro residual libre que debe estar presente en cualquier punto
de la red de distribución de agua potable; en este caso el cloro residual
encontrado a través de la línea cañaveral de la red de distribución del acueducto la
cual comprende entre la planta de tratamiento y la vereda Filo-bonito sector
cajones.
17
5. OBJETIVOS
5.1. OBJETIVO GENERAL
• Evaluar las condiciones de dosificación de cloro en el proceso de
desinfección del agua en la planta de tratamiento de Alegrías y la línea
cañaveral del Acueducto Cestillal - El Diamante “ACUCESDI”, con miras a
mejorar el servicio que esta empresa presta a la comunidad.
5.2. OBJETIVOS ESPECIFICOS
• Determinar las condiciones directamente relacionadas con el proceso de
dosificación de cloro tales como cambio de la concentración con el tiempo de
la solución de cloro que se utiliza en la etapa de desinfección del agua,
demandas de cloro, variación de la concentración de cloro residual a través
de la red de distribución, en la línea cañaveral de la misma.
• Proponer un plan de dosificación de cloro con base en la relación de los
resultados obtenidos en las demandas de cloro, la variación de la
concentración de la solución de cloro con el tiempo y la cantidad de agua que
entra a ser tratada dentro de la planta.
18
• Evaluar el plan de dosificación de cloro realizando mediciones de la
concentración de cloro residual libre en puntos específicos de la red de
distribución del sistema de la línea cañaveral.
• Establecer las condiciones necesarias que le permitan al acueducto realizar
los ajustes necesarios al proceso de dosificación de cloro en la planta de
tratamiento de alegrías.
6. MARCO DE REFERENCIA
6.1. MARCO TEORICO
El agua es un componente de nuestra naturaleza que ha estado presente en la
Tierra desde hace más de 3 000 millones de años, ocupando tres cuartas partes
de la superficie del planeta. Su naturaleza se compone de tres átomos, dos de
oxígeno y uno de hidrogeno que unidos entre si forman una molécula de agua,
H2O, la unidad mínima en que ésta se puede encontrar. Gran parte del agua de
nuestro planeta, alrededor del 98%, corresponde a agua salada que se encuentra
en mares y océanos. El agua dulce que poseemos en un 69% corresponde a agua
atrapada en glaciares y nieves eternas, un 30% está constituido por aguas
subterráneas y una cantidad no superior al 0,7% se encuentra en forma de ríos y
lagos [5].
19
6.1.1. IMPORTANCIA DEL AGUA
El agua, al mismo tiempo que constituye el líquido más abundante en la Tierra,
representa el recurso natural más importante y la base de toda forma de vida. El
agua constituye más del 80% del cuerpo de la mayoría de los organismos, e
interviene en la mayor parte de los procesos metabólicos que se realizan en los
seres vivos [15].
El agua es un recurso indispensable para los seres vivos y para los humanos. Es
fuente de vida es decir sin ella no pueden vivir ni las plantas, ni los animales ni el
ser humano, además es indispensable en la vida diaria para: Uso doméstico (en la
casa para lavar, cocinar, regar, lavar ropa, etc.), uso industrial (en la industria para
curtir, fabricar alimentos, limpieza, generar electricidad, etc.), uso agrícola (en la
agricultura para irrigar los campos), uso ganadero (en la ganadería para dar de
beber a los animales domésticos) y en la acuicultura (para criar peces y otras
especies) [10].
6.1.2. NECESIDAD DEL TRATAMIENTO DEL AGUA
El agua que es usada para la producción de agua potable contiene además de
moléculas de agua muchas otras sustancias disueltas. Debido a que una de las
propiedades esenciales del agua es que puede disolver fácilmente ciertas
substancias. El agua que cae a la tierra en forma de lluvia disuelve una gran
variedad de substancias partículas, gases y contaminantes presentes en el aire.
Cuando el agua de escorrentía fluye por la tierra también disuelve gran cantidad
20
de compuestos como lo son partículas de arena, materia orgánica,
microorganismos y minerales. El agua que se filtra en el suelo y forma las aguas
subterráneas como el agua contenida en acuíferos, generalmente tienen una gran
cantidad de minerales disueltos, como resultado del contacto con el suelo y las
rocas. Debido a esto el agua generalmente necesita tratarse para poder ser agua
apta para consumo humano, y cumplir con las exigencias legales que regulan la
materia, desde el punto de vista de estándares físicos, bacteriológicos y químicos.
El tipo de tratamiento que necesita el agua, depende en gran medida de la
composición y calidad del agua. El tratamiento del agua se basa
fundamentalmente en estos dos procesos: eliminación física de partículas sólidas,
principalmente minerales y materia orgánica, y desinfección química para matar
los microorganismos existentes en el agua.
6.1.3. NECESIDAD DE LA DESINFECCIÓN DEL AGUA POTABL E
La presencia de microorganismos patógenos en el agua puede generar problemas
de infección los cuales dependen del tipo de patógeno, el modo como se
transfiere, dosis o concentración de patógenos, persistencia de los
microorganismos y la resistencia de la persona infectada. La mayoría de los
microorganismos patógenos contenidos en el agua son eliminados en las primeras
etapas del tratamiento para la purificación del agua. No obstante, la desinfección
del agua es necesaria como uno de los pasos últimos para prevenir que el agua
potable sea dañina para nuestra salud.
21
6.1.4. DESINFECCIÓN DEL AGUA
La desinfección del agua significa la extracción, desactivación o eliminación de los
microorganismos patógenos que existen en el agua. La destrucción y/o
desactivación de los microorganismos supone el final de la reproducción y
crecimiento de esto microorganismos. Si estos microorganismos no son
eliminados el agua no es potable y es susceptible de causar enfermedades. El
agua potable no puede contener estos microorganismos.
La desinfección se logra mediante desinfectantes químicos y/o físicos. Estos
agentes también extraen contaminantes orgánicos del agua, que son nutrientes o
cobijo para los microorganismos. Los desinfectantes no solo deben matar a los
microorganismos sino que deben además tener un efecto residual, que significa
que se mantienen como agentes activos en el agua después de la desinfección
para prevenir el crecimiento de los microorganismos en las tuberías provocando la
recontaminación del agua.
COMPUESTOS QUÍMICOS PARA LA DESINFECCIÓN DEL AGUA:
- Cloro (Cl2)
- Dióxido de Cloro (ClO2)
- Hipoclorito (OCl-)
- Ozono (O3)
- Halógenos: Bromo (Br2), Iodo (I)
- Cloruro de Bromo (BrCl)
22
- Metales: cobre (Cu2+), plata (Ag+)
- Permanganato potasico (KMnO4)
- Fenoles
- Alcoholes
- Jabones y detergentes
- Sales de amonio
- Peroxido de Hidrogeno
- Distintas ácidos y bases
METODOS FÍSICOS PARA LA DESINFECCIÓN DEL AGUA:
- Luz Ultravioleta (UV)
- Radiación electrónica
- Rayos Gamma
- Sonido
- Calor
6.1.5. FUNCIONAMIENTO DE LA DESINFECCIÓN
La inactivación química de los contaminantes microbiológicos en agua natural o no
tratada es normalmente uno de los pasos finales de la purificación para la
reducción de microorganismos patógenos en el agua. La combinación de
diferentes pasos para la purificación del agua (oxidación, coagulación,
sedimentación, filtración, desinfección) se utiliza para la producción de agua
potable y segura para la salud. Como medida adicional en muchas plantas de
tratamiento utilizan un método secundario de desinfección del agua, para evitar y
proteger las aguas de la contaminación biológica que se pudiera producir en la red
23
de distribución. Normalmente se utilizan un tipo de desinfectante diferente al que
se utilizó en el proceso de purificación durante etapas previas. El tratamiento
secundario de desinfección asegura que las bacterias no se multiplican en el
sistema de distribución del agua. Esto es necesario porque las bacterias pueden
permanecer en el sistema y en el agua a pesar de un tratamiento primario de
desinfección, o pueden aparecer posteriormente durante otros procesos como
mezcla de aguas contaminadas (ej. por inclusión de bacterias en las procedentes
de aguas subterráneas que se introducen debido a grietas en el sistema de
tuberías o distribución).
6.1.6. MECANISMO DE DESINFECCIÓN
La desinfección normalmente provoca la corrosión de la pared celular de los
microorganismos, o cambios en la permeabilidad de la célula, cambios en la
actividad de protoplasma celular o actividad enzimática (debido al cambio
estructural de las enzimas). Estos problemas en la célula evitan la multiplicación
de los microorganismos. Los desinfectantes también provocan la oxidación y
destrucción de la materia orgánica que son generalmente nutrientes y fuente de
alimentación de los microorganismos.
6.1.7. CONDICIONES PARA LA DESINFECCIÓN DEL AGUA
La desinfección del agua potable se debe complementar con otros pasos de
purificación del agua. La desinfección del agua solo se debe realizar cuando el
24
agua ya ha sido tratada porque las partículas existentes en el agua pueden afectar
la eficiencia de la desinfección del agua.
La mayoría de los microorganismos se eliminan en los primeros pasos de la
purificación del agua. Las partículas en suspensión o disueltas deben eliminarse
del agua porque pueden reaccionar produciendo subproductos indeseables,
además estas sustancias son sustrato que favorecen el desarrollo de
microorganismos. Los microorganismos son más difíciles de eliminar del agua
cuando existen partículas en suspensión y absorción. Las substancias químicas
presentes en el agua y procedentes tanto de fuentes humanas como
antropogénicas pueden influir en el proceso de desinfección generando
subproductos indeseados, condicionando la concentración de agente
desinfectante necesaria para que sea efectiva. Esta concentración aumenta y
además, también es mucho mas duro mantener una concentración residual.
6.1.8. FACTORES QUE INFLUYEN EN LA DESINFECCIÓN DEL AGUA
Tiempo de contacto y concentración del desinfectante: Tiempo de contacto (TC)
entre el agente desinfectante y los microorganismos y la concentración del agente
desinfectante son factores importantes de la desinfección del agua. El parámetro
TC se usa para calcular la cantidad de desinfectante necesaria para la
desinfección del agua.
Cuando se añade un desinfectante al agua, no solo reacciona con
microorganismos patógenos, sino también con otras sustancias presentes en el
25
agua, como impurezas, metales solubles, partículas, materia orgánica y otros
microorganismos.
La demanda de desinfectante del agua es la necesidad de utilización de una cierta
concentración de agente desinfectante para reaccionar con estas sustancias. Esta
demanda de agente desinfectante se debe satisfacer, antes de que exista una
concentración residual de desinfectante. Por lo tanto la concentración total de
agente desinfectante necesaria en el agua es igual a la concentración necesaria
para satisfacer la demanda de agente desinfectante en función de las propiedades
del agua, y la concentración necesaria de desinfectante residual. Además, la
concentración residual se tiene que mantener el tiempo de contacto necesario
para matar los microorganismos patógenos. Por lo tanto para una desinfección
efectiva es necesario suministrar una concentración mayor de desinfectante que la
meramente requerida para matar los microorganismos patógenos.
El tipo de microorganismos: Los desinfectantes pueden matar de manera efectiva
muchos microorganismos patógenos (bacterias, virus y parásitos). Algunos de
estos microorganismos son resistentes, la bacteria E. Coli, por ejemplo, es más
resistente a los desinfectantes que otras bacterias y por lo tanto se utilizan como
organismos indicadores. Algunos virus son incluso más resistentes que E. Coli. La
ausencia de E. Coli no significa que el agua sea apta para su consumo. Por
ejemplo los parásitos como Cryptosporidium y Giardia son resistentes al cloro.
La edad de los microorganismos: La efectividad de un cierto desinfectante también
depende de la edad de los microorganismos. Las bacterias jóvenes son más
fáciles de matar que las más adultas. Esto es debido a que las bacterias
desarrollan una capa protectora de polisacáridos en la pared celular que las hace
más resistentes a los desinfectantes.
26
Agua que requiere tratamiento: Las características químicas y físicas del agua
influyen en la desinfección. Por ejemplo, la presencia de hierro, manganeso,
sulfuro de hidrogeno y nitratos normalmente reaccionan con los desinfectantes y
suponen un impedimento para la desinfección. La turbidez del agua también
reduce la afectividad de desinfección. Los microorganismos pueden quedar
protegidos del efecto de los agentes desinfectante por la turbidez de las aguas.
Temperatura: La temperatura también influye en la efectividad de los
desinfectantes. El aumento de la temperatura produce un aumento de la velocidad
de las reacciones y la desinfección. También puede provocar la volatilización o
inactivación del agente desinfectante contra la desinfección. [6]
6.1.9. QUÍMICA DE LA CLORACIÓN
El cloro ha sido usado principalmente como desinfectante para el control de
microorganismos en aguas de consumo, aguas residuales, piscinas, lodos, etc.,
así como oxidante para la oxidación de hierro y manganeso; para control de
olores y sabores, oxidación de sulfuros, remoción de amoníaco, color orgánico y
oxidación de cianuros.
En purificación y tratamiento de aguas, el cloro se usa como gas generado a partir
de la vaporización de cloro líquido almacenado bajo presión en cilindros; como
líquido, comúnmente hipoclorito de sodio, NaClO (actualmente utilizado por el
acueducto), y como sólido, comúnmente hipoclorito de alto grado, HTH, o
hipoclorito de calcio, Ca(OCl)2.
27
Tanto el cloro elemental gaseoso como el líquido reaccionan con el agua de la
siguiente forma:
Cl2 + H2O HOCl + H+ + Cl- (1)
El ácido hipocloroso se ioniza para formar ion hipoclorito:
HOCl -OCl + H+ (2)
Si el cloro se dosifica como hipoclorito de sódio se tiene:
NaOCl Na+ + -OCl (3)
-OCl + H2O HOCl + -OH (4)
Para concentraciones de cloro menores de 1000 mg/L, caso general en la
práctica, la hidrólisis es prácticamente completa si el pH es mayor de 3. Como
puede observarse en la ecuación química (1), la adición de cloro gaseoso al agua
bajará su alcalinidad y consecuentemente su pH debido a la producción del ácido
fuerte, HCl, y del ácido hipocloroso, HOCl.
Como es evidente en la ecuación química (2), la disociación del ácido hipocloroso
depende de la concentración de ion hidrógeno, o sea del pH. A pH bajo la
disociación del HOCl se inhibe; el residual es predominantemente HOCl a pH igual
28
a 6 ó menor; a pH igual a 7.7 los residuales de HOCl y –OCl son aproximadamente
similares y a pH igual o mayor que 9.0 casi todo el residual es –OCl.
Las especies HOCl y –OCl en el agua constituyen lo que se denomina cloro libre
disponible o residual de cloro libre.
El ácido hipocloroso HOCl es el desinfectante más efectivo; el ion hipoclorito es
relativamente inefectivo en comparación con el ácido hipocloroso; por ello, la
desinfección más letal con cloro ocurre a pH bajo, o sea en medio ácido. En
general se considera que el HOCl es 80 a 100 veces más efectivo que el –OCl
para exterminar E. coli.
En el caso de la ecuaciones químicas (3) y (4) se presentará un incremento de
alcalinidad, dependiente de la magnitud con que el –OCl reaccione con el agua.
[13]
6.2. MARCO LEGAL
Para el desarrollo del trabajo, se consultaron las normas legales vigentes para la
Republica de Colombia en lo referente al control y vigilancia para la calidad del
agua para consumo humano: decreto número 1594 de 1984 (26 de junio) [7],
decreto número 1575 de 2007(mayo 9) [8] y resolución número 2115(22 jun 2007)
[9].
29
A continuación se presentan los puntos que presentan una relación relevante con
el trabajo desarrollado:
6.2.1. DECRETO NÚMERO 1594 DE 1984 (26 DE JUNIO)
Por el cual se reglamentan parcialmente los usos del agua y los residuos líquidos
ARTICULO 29. Para los efectos del presente Decreto se tendrán en cuanta los
siguientes usos del agua, sin que su enunciado indique orden de prioridad:
Consumo humano y doméstico;
Preservación de flora y fauna;
Agrícola;
Pecuario;
Recreativo;
Industrial;
Transporte.
30
ARTICULO 30. Se entiende por uso del agua para consumo humano y doméstico
su empleo en actividades tales como:
a) Fabricación o procesamiento de alimentos en general y en especial los destinos
a su comercialización o distribución.
b) Bebida directa y preparación de alimentos para consumo inmediato.
c) Satisfacción de necesidades domésticas, individuales o colectivas, tales como
higiene personal y limpieza de elementos, materiales o utensilios;
d) Fabricación o procesamiento de drogas, medicamentos, cosméticos, aditivos y
productos similares.
6.2.2. DECRETO NÚMERO 1575 DE 2007 (9 DE MAYO)
Por el cual se establece el Sistema para la Protección y Control de la Calidad del
Agua para Consumo Humano.
ARTÍCULO 2º.- DEFINICIONES.
AGUA CRUDA: Es el agua natural que no ha sido sometida a proceso de
tratamiento para su potabilización.
31
AGUA POTABLE O AGUA PARA CONSUMO HUMANO: Es aquella que por
cumplir las características físicas, químicas y microbiológicas, en las condiciones
que las normas las reglamenten, es apta para consumo humano. Se utiliza en
bebida directa, en la preparación de alimentos o en la higiene personal.
BUENAS PRÁCTICAS SANITARIAS: Son los principios básicos y prácticas
operativas generales de higiene para el suministro y distribución del agua para
consumo humano, con el objeto de identificar los riesgos que pueda presentar la
infraestructura.
CALIDAD DEL AGUA: Es el resultado de comparar las características físicas,
químicas y microbiológicas encontradas en el agua, con el contenido de las
normas que regulan la materia.
6.2.3. RESOLUCIÓN NÚMERO 2115 (22 JUN 2007)
ARTÍCULO 1º.- DEFINICIONES .
ANÁLISIS MICROBIOLÓGICO DEL AGUA: Son los procedimientos de
laboratorio que se efectúan a una muestra de agua para consumo humano para
evaluar la presencia o ausencia, tipo y cantidad de microorganismos.
32
CLORO RESIDUAL LIBRE: Es aquella porción que queda en el agua después de
un período de contacto definido, que reacciona química y biológicamente como
ácido hipocloroso o como ión hipoclorito.
COLIFORMES: Bacterias Gram Negativas en forma bacilar que fermentan la
lactosa a temperatura de 35 a 37ºC, produciendo ácido y gas (CO2) en un plazo de
24 a 48 horas. Se clasifican como aerobias o anaerobias facultativas, son oxidasa
negativa, no forman esporas y presentan actividad enzimática de β-galactosidasa.
Es un indicador de contaminación microbiológica del agua para consumo humano.
ESCHERICHIA COLI - E-coli: Bacilo aerobio Gram Negativo no esporulado que
se caracteriza por tener enzimas específicas como las enzimas β-galactosidasa y
β -glucoronidasa. Es el indicador microbiológico preciso de contaminación fecal en
el agua para consumo humano.
TIEMPO DE CONTACTO PARA EL DESINFECTANTE: Es el tiempo requerido
desde la aplicación del desinfectante al agua hasta la formación como producto
del residual del desinfectante, de forma que esa concentración permita la
inactivación o destrucción de los microorganismos presentes en el agua.
TRATAMIENTO O POTABILIZACIÓN: Es el conjunto de operaciones y procesos
que se realizan sobre el agua cruda, con el fin de modificar sus características
físicas, químicas y microbiológicas, para hacerla apta para el consumo humano.
33
VALOR ACEPTABLE: Es el establecido para la concentración de un componente
o sustancia, que garantiza que el agua para consumo humano no representa
riesgos conocidos a la salud.
Dentro las características químicas del agua para consumo humano se deberán
tener en cuenta los siguientes valores aceptables para sustancias químicas
utilizadas en el tratamiento del agua, así:
El valor aceptable del cloro residual libre en cualquier punto de la red de
distribución del agua para consumo humano deberá estar comprendido entre 0,3 y
2,0 mg/L. La dosis de cloro por aplicar para la desinfección del agua y asegurar el
residual libre debe resultar de pruebas frecuentes de demanda de cloro.
Las plantas de tratamiento deben garantizar mediante sistemas, estructuras o
procedimientos de control, el tiempo de contacto del cloro como desinfectante,
antes de enviar el agua a las redes de distribución.
ARTÍCULO 11º.- CARACTERÍSTICAS MICROBIOLÓGICAS. Las características
microbiológicas del agua para consumo humano deben enmarcarse dentro de los
siguientes valores máximos aceptables desde el punto de vista microbiológico, los
cuales son establecidos teniendo en cuenta los límites de confianza del 95% y
para técnicas con habilidad de detección desde 1 Unidad Formadora de Colonia
(UFC) ó 1 microorganismo en 100 cm3 de muestra.
34
7. METODOLOGIA
Para determinar las condiciones de dosificación de cloro en el proceso de
desinfección del agua en la planta de tratamiento de Alegrías y la línea cañaveral
del Acueducto Cestillal - el Diamante “ACUCESDI”. Se hizo necesario el desarrollo
de los siguientes pasos:
1. Planteamiento del método.
• Para la evaluación de la solución de cloro usada en la etapa de desinfección
y la determinación de la concentración de cloro residual libre en puntos
específicos de la red de distribución del sistema se utilizó el método
yodometrico [14,12], ya que este método esta estipulado dentro de los
métodos estandarizados para aguas, es uno de los métodos más sencillos y
esta identificado como un método de buena confiabilidad y reproducibilidad.
2. Evaluación de la solución de cloro usada en la etapa de desinfección.
• Se tomaron muestras de la solución de cloro durante los días en que esta fue
utilizada, en intervalos de tiempo específicos, a cada muestra se le realizaron
titulaciones yodometrica para la determinación de la concentración de cloro con
base en los resultados obtenidos se busco la relación existente entre la
disminución de la concentración de cloro y el tiempo transcurrido.
35
3. Determinación de la demanda de cloro.
• Se tomaron muestras de agua en días que presentaban condiciones climáticas
específicas a cada una se realizaron demandas de cloro.
4. Evaluación de los resultados.
• Se propuso un plan de dosificación de cloro con base en la relación de los
resultados obtenidos en los numerales 2 y 3, y la cantidad de agua que entra
a ser tratada dentro de la planta.
5. Determinación de la concentración de cloro residual libre en puntos específicos
de la red de distribución del sistema.
• Se tomaron muestras de agua simultáneamente en la salida de la planta de
tratamiento de alegrías y en puntos de la línea cañaveral escogidos
estratégicamente, a cada muestra se realizaron titulaciones yodometricas para
la determinación de cloro en cada una.
6. Análisis de resultados.
• Se evaluó el plan de dosificación de acuerdo a los resultados obtenidos en el
numeral 5 y se propusieron los correctivos que son necesarios para obtener
los resultados esperados.
7. Realización de informe final
8. Presentación y evaluación de informe final.
36
8. RESULTADOS Y DISCUSIÓN
8.1. RESULTADOS DEL CAMBIO DE LA CONCENTRACIÒN CON EL TIEMPO
DE LAS SOLUCIONES DE CLORO QUE SE UTILIZAN EN LA ET APA DE
DESINFECCIÓN DEL AGUA .
Para evaluar la forma cómo se comportan las soluciones utilizadas en la etapa de
desinfección, se realizó un seguimiento a 7 de estas soluciones, a las cuales se
les determinó el cambio de la concentración de cloro con el tiempo, así como la
duración de las mismas. La solución No. 1 se evaluó tal y como era preparada por
el personal del acueducto; las soluciones de la No. 2 a la No. 7 fueron sometidas a
un proceso adicional de homogenización.
Tabla 3. Variación de la concentración en %m/v de Cl2 de la solución No. 1
(solución sin homogenizar), (ver tabla 20 en anexo s)
No. de la
solución
Conc. Inicial
%m/v Cl2
Conc. Final
%m/v Cl2
% Variación de
la concentración
de Cl2
Duración de la
solución (horas)
1 4,20 1,09 74,05% 100
37
Tabla 4. Variación de la concentración en mg/L de Cl2 de la solución No. 1
(solución sin homogenizar), (ver tabla 20 en anexos )
No. de la
solución
Conc. Inicial
mg/L Cl2
Conc. Final
mg/L Cl2
Variación de la
concentración en
mg/L de Cl2
Duración de la
solución (horas)
1 42 000 10 900 31 100 100
Tabla 5. Variación de la concentración en %m/v de Cl2 de las soluciones
No.2 a la No. 7 (soluciones homogenizadas), (resume n de tablas 21, 22, 23,
24, 25 y 26, ver anexos)
No. de la
solución
Conc. Inicial
%m/v Cl2
Conc. Final
%m/v Cl2
% Variación de la
concentración de
Cl2
Duración de la
solución (horas)
2 1,81 1,45 19,89% 69
3 1,88 1,45 22,87% 101
4 1,74 1,45 16,67% 76
5 1,74 1,37 21,26% 89
6 1,70 1,59 6,47% 74
7 2,15 2,00 6,98% 106
Promedio 1,84 1,55 15,69% 86
38
Tabla 6. Variación de la concentración en mg/L de Cl2 de las soluciones No.
2 a la No. 7 (soluciones homogenizadas), (resumen d e tablas 21, 22, 23, 24,
25 y 26, ver anexos)
No. de la
solución
Conc. Inicial
mg/L Cl2
Conc. Final
mg/L Cl2
Variación de la
concentración en
mg/L de Cl2
Duración de la
solución (horas)
2 18 100 14 500 3 600 69
3 18 800 14 500 4 300 101
4 17 400 14 500 2 900 76
5 17 400 13 700 3 700 89
6 17 000 15 900 1 100 74
7 21 500 20 000 1 500 106
Promedio 18 367 15 517 2 850 86
Grafica 1. % Variación de la concentración de Cl 2 de las soluciones No. 2 a la
No. 7 (soluciones homogenizadas) , (ver tabla 5)
0
5
10
15
20
25
0 1 2 3 4 5 6 7
Solución No.
% V
aria
ción
de
la c
once
ntra
ción
de C
loro
39
En la grafica 1 se muestra el porcentaje de variación que presentó cada una de las
soluciones desde la preparación de las mezclas hasta la finalización de la
dosificación de cada una de ellas.
Como se observa, el máximo porcentaje de variación obtenido en las soluciones
fue del 23% (solución No. 3) y el mínimo porcentaje de variación obtenido fue del
6.5% (solución No. 6). Se observa además, que de las soluciones No. 2 a la No. 5
hubo una variación entre el 16.5% y el 23%, debido a que durante el transcurso de
dosificación de cada una de estas soluciones, predominaron los días con climas
cálidos, infiriendo así, que como es conocido, a altas temperaturas las soluciones
de cloro tienen un porcentaje de variación mayor que cuando predominan
temperaturas bajas, como en los días con climas fríos, esto se ve reflejado en las
soluciones No. 6 y No. 7 que solo variaron entre 6,5% y 7%.
Grafica 2. Variación de la concentración en mg/L d e Cl2 de las soluciones
No. 2 a la No. 7 (soluciones homogenizadas), (ver t abla 6)
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
4000
4500
Var
iaci
on d
e la
co
ncen
trac
ion
en m
g/L
de C
loro
2 3 4 5 6 7
Solución No.
40
En la grafica 2 se muestra la variación en mg/L Cl2 que presentó cada una de las
soluciones desde la preparación de las mezclas de cloro, hasta la finalización de la
dosificación de cada una de ellas.
La variación máxima de las soluciones fue de 4300 mg/L Cl2 (solución No. 3), y la
variación mínima fue de 1100 mg/L (solución No. 6). Se observa, que de las
soluciones No. 2 a la No. 5 hubo una variación entre 2900 mg/L Cl2 y 4300 mg/L
Cl2, debido a que durante el transcurso de dosificación de cada una de estas
soluciones predominaron los días con climas cálidos (como se explicó
anteriormente). En las soluciones No. 6 y No. 7 la variación estuvo entre 1100
mg/L Cl2 y 1500 mg/L Cl2, debido al predominio de días con climas fríos durante el
tiempo de dosificación de estas soluciones, por lo que la variación fue mucho
menor y más estable.
Grafica 3. Duración de las soluciones de cloro No. 2 a la No. 7 (soluciones
homogenizadas), (ver tabla 5 ó 6)
60
70
80
90
100
110
0 1 2 3 4 5 6 7 8
Solución No.
Dur
ació
n de
la s
oluc
ión
(hor
as)
41
En la grafica 3 se muestra la duración en horas de cada una de las soluciones.
Como se observa, la cantidad en horas de duración para las soluciones no es la
misma, debido a los constantes cambios tanto de caudal de agua como de caudal
de dosificación para la solución desinfectante, ya que la dosificación de la solución
depende del caudal de agua que entra a ser tratada dentro de la planta, y este
caudal no siempre es constante de un día a otro.
Al comenzar el análisis de las soluciones de cloro se encontró que estas no
estaban siendo homogenizadas adecuadamente, la primera solución presentó un
comportamiento irregular; después de determinados intervalos de tiempo su
concentración aumentaba levemente en lugar de disminuir. Posteriormente
presentó un brusco descenso en su concentración por lo cual se tomó la decisión
de seguir sometiendo las soluciones posteriores a una etapa adicional de
homogenización manual, a partir de ese pequeño cambio, la disminución de la
concentración de las soluciones se comportó de manera normal.
Debido a la existencia de variables incontrolables, tales como cambios bruscos de
clima típicos de la zona donde se realizó el estudio, afectándose así la estabilidad
de las soluciones, no se logró establecer una misma relación cercana entre
variables como % de variación de la concentración, concentración inicial y final, y
duración de la solución.
8.2. RESULTADOS DE LAS DEMANDAS DE CLORO
Para determinar la dosis adecuada de cloro que debe ser aplicada en la etapa de
desinfección del agua se realizaron demandas de cloro en días calidos y lluviosos,
42
en todos los casos se obtuvieron curvas casi lineales (ver anexos demandas de
cloro), por lo tanto para cada demanda se reporta el valor máximo y el valor
mínimo de la diferencia entre la dosis de cloro aplicada y el cloro residual libre.
También se muestra el coeficiente de correlación el cual indica la linealidad de las
curvas de cada una de las demandas de cloro realizadas.
Tabla 7. Resultados de las demandas de cloro reali zadas al agua clarificada
en días cálidos (demandas No. 1 a No. 6), (resumen de tablas 27, 28, 29, 30,
31 y 32, ver anexos)
Tipo de agua : agua clarificada
Tipo de día : cálido
Demanda de
cloro No.
Diferencia entre Dosis de cloro aplicada y
Cloro residual Libre (mg/L)
Coeficiente de
Correlación Valor máximo
(mg/L)
Valor mínimo
(mg/L)
Promedio
(mg/L)
1 0,23 0,15 0,19 0,9998
2 0,22 0,14 0,18 0,9988
3 0,22 0,14 0,18 0,9974
4 0,34 0,13 0,22 0,9991
5 0,32 0,17 0,23 0,9988
6 0,34 0,16 0,25 0,9973
Promedio 0,28 0,15 0,21
43
Tabla 8. Resultados de las demandas de cloro reali zadas al agua clarificada
en días lluviosos (demandas No. 7 y No. 8), (resume n de tablas 33 y 34, ver
anexos)
Tipo de agua: agua clarificada
Tipo de día: lluvioso
Demanda de
Cloro No.
Diferencia entre Dosis de Cloro aplicada y
Cloro residual Libre (mg/L)
Coeficiente de
Correlación Valor máximo
(mg/L)
Valor mínimo
(mg/L)
Promedio
(mg/L)
7 0,47 0,20 0,34 0,9978
8 0,54 0,09 0,32 0,9980
Promedio 0,51 0,15 0,31
Tabla 9. Resultados de la demanda de cloro realiza da al agua cruda que
llega de la bocatoma en día cálido (ver tabla 35 en anexos)
Tipo de agua: agua cruda
Tipo de día: cálido
Demanda de
Cloro No.
Diferencia entre Dosis de Cloro aplicada y
Cloro residual Libre (mg/L) Coeficiente de
Correlación Valor máximo
(mg/L)
Valor mínimo
(mg/L)
Promedio
(mg/L)
9 0,42 0,17 0,28 0,9981
44
Grafica 4. Resultados de las demandas de cloro rea lizadas al agua
clarificada en días cálidos (demandas No. 1 a No. 6 ), (ver tabla 7)
0
0,05
0,1
0,15
0,2
0,25
0,3
0,35
0,4
0 1 2 3 4 5 6 7
Demanda de Cloro No.
Dife
renc
ia e
ntre
Dos
is d
e C
loro
apl
icad
a y
Clo
ro
Res
idua
l lib
re (m
g/L)
Valor mínimo Promedio Valor máximo
Grafica 5. Resultados de las demandas de cloro rea lizadas al agua
clarificada en días lluviosos (demandas No. 7 y No. 8), (ver tabla 8)
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
6 7 8 9
Demanda de Cloro No.
Dife
renc
ia e
ntre
Dos
is d
e C
loro
apl
icad
a y
Clo
ro
Res
idua
l lib
re (
mg/
L)
Valor mínimo Promedio Valor máximo
45
En las graficas 4 Y 5 se muestran los valores mínimos, los valores máximos, y los
promedios de cada una de las demandas de cloro realizadas al agua captada por
el acueducto después del proceso de clarificación en la planta de tratamiento.
Como se observa, el valor máximo para las demandas de cloro No. 1 a la No. 6,
se encuentra en 0,34 mg/L Cl2 (demandas No. 4 y No. 6) y el valor mínimo se
encuentra en 0,13 mg/L Cl2 (demanda No. 4). El valor máximo para las demandas
de cloro No. 7 y No. 8 se encuentra en 0,54 mg/L Cl2 (demanda No. 8) y el valor
mínimo se encuentra en 0,09 mg/L Cl2 (demanda No. 8).
La diferencia entre los valores máximos y mínimos de las demandas No. 1 a No. 6
y No. 7 a No. 8, se debe a que las primeras demandas fueron realizadas en días
con clima cálido y las segundas en días con clima frío (predominantemente
lluvioso); posiblemente la lluvia arrastra consigo material adicional que genera en
el agua la presencia de compuestos que producen consumo de solución
desinfectante, por lo que la demanda de cloro es mayor.
Todas las demandas de cloro realizadas presentaron curvas casi lineales lo cual
indica que posiblemente el agua no presenta concentraciones considerablemente
altas de materia orgánica ni de compuestos oxidables como Fe, Mn, amonio,
nitritos, H2S, etc. Además el agua presenta un bajo consumo de cloro lo cual
indica que no se requiere de grandes cantidades de cloro para su desinfección,
pero si necesita de un tiempo adecuado de contacto del cloro con el agua para
asegurar la inhibición de las bacterias patógenas, liberando el agua de
microorganismos que puedan causar enfermedades en la población que hace uso
del recurso suministrado.
46
8.3. RESULTADOS EN EL MONITOREO DE LA DISMINUCION E N LA
CONCENTRACIÓN DE CLORO EN LA LÍNEA CAÑAVERAL
La línea cañaveral tiene una extensión de aproximadamente 6 km y su recorrido
va desde la planta de tratamiento ubicada en la vereda Alegrías hasta el sector
conocido como cajones, pasando en primer lugar por el tanque de distribución de
Altagracia, en segundo lugar por la calle principal del corregimiento de Altagracia,
pasando por las oficinas del acueducto, en tercer lugar por la carretera que
conduce a Pereira, para finalmente terminar en el sector de cajones vía Pereira.
Para determinar la disminución de la concentración de cloro a través de la línea
cañaveral se midió la concentración de cloro en diferentes puntos de esta línea.
Tabla 10. Resultados monitoreo de la disminución d e cloro residual a través
de la línea cañaveral (concentración de Cl 2 por punto)
Semana No.
Concentración de Cl2 (mg/L)
Planta
alegrías
Tanque
Altagracia
Oficina
Altagracia
Sector
Cajones
1 1,05 0,97 0,78 0,70
2 0,94 0,90 0,70 0,62
3 0,82 0,78 0,62 0,55
4 0,70 0,66 0,47 0,43
5 0,59 0,55 0,39 0,31
pH (rango) 6,4 – 6,5 6,5 – 7,0 6,5 – 7,2 6,5 – 6,7
47
Grafica 6. Resultados monitoreo de la disminución de cloro residual a través
de la línea cañaveral (concentración de Cl 2 por punto), (ver tabla 10)
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1
1,2
0 1 2 3 4 5Planta Aleg. Tanque Alt. Of icina Alt. Sector Caj.
Dis
min
ució
n de
la
Con
cent
raci
ón d
e C
loro
R
esid
ual (
mg/
L)
Semana 1 Semana 2 Semana 3 Semana 4 Semana 5
Tabla 11. Resultados monitoreo de la disminución d e cloro residual a través
de la línea cañaveral (variación concentración de C l2 por punto)
Semana No.
Disminución de la concentración de Cl2 (mg/L)
Planta
alegrías
Tanque
Altagracia
Oficina
Altagracia
Sector
Cajones
1 0 0,08 0,27 0,35
2 0 0,04 0,24 0,32
3 0 0,04 0,20 0,27
4 0 0,04 0,23 0,27
5 0 0,04 0,20 0,28
Promedio 0 0,05 0,23 0,30
48
Grafica 7. Resultados monitoreo de la disminución de cloro residual a través
de la línea cañaveral (variación concentración de C l2 por punto) (ver tabla 11)
0
0,07
0,14
0,21
0,28
0,35
0,42
0 1 2 3 4 Planta Aleg. Tanque Alt. Of icina Alt. Sector Caj.
Dis
min
ució
n de
la
conc
entrac
ión
de C
loro
Res
idua
l (m
g/L)
Semana 1 Semana 2 Semana 3 Semana 4 Semana 5
Las graficas 6 y 7 muestran el comportamiento de la disminución de la
concentración de cloro cuando el agua se lleva de la planta de alegrías al sector
de cajones a través de la línea cañaveral como se puede observar todas las
medidas muestran un valor estable. La disminución de la concentración de cloro
presenta un valor promedio de 0,3 mg/L por ende si el agua sale con una
concentración de la planta de alegrías con una concentración de 0,7 mg/L llegará
al sector cajones con una concentración de 0,4 mg/L el cual se encuentra dentro
del rango de valores permitidos, por lo cual es aconsejable que el agua salga de la
planta con una concentración comprendida entre 0,9 a 1,0 mg/L.
49
8.4. PUNTOS DE MUESTREO
Fotos 1 Y 2. Punto de muestreo No. 1 (planta Alegr ías)
Fotos 3 y 4. Punto de muestreo No. 2 (tanque de Al tagracia)
50
Fotos 5 y 6. Punto de muestreo No. 3 (oficina Alta gracia)
Fotos 7 y 8. Punto de muestreo No. 4 (sector Cajon es)
51
Como se observa en las fotos 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 y 8, los puntos de muestreo
requieren de un acondicionamiento en cuanto a infraestructura debido a que las
normas vigentes lo exigen, ya que estos puntos de muestreo deben ser de fácil
acceso para los operarios, para las entidades reguladoras de servicios públicos y
para los inspectores de sanidad; además de esto, las tuberías de dichos puntos
deben provenir directamente de la red de distribución de agua del sistema, deben
ser puntos representativos de la red, deben estar debidamente identificados y
poseer los instrumentos adecuados para permitir la toma de muestras de manera
sencilla.
52
8.5. RESULTADOS DEL MONITOREO DEL CAUDAL DE SALIDA DE AGUA
TRATADA
Con el fin determinar la estabilidad del caudal de salida de agua tratada de la
planta de alegrías se realizó un monitoreo del mismo:
Tabla 12. Datos monitoreo caudal de salida del agua tratada
Tiempo
(horas)
Caudal de salida de agua tratada
(Litros/segundo)
Día No.
1 2 3 4 5 6 7 8
1 39,7 37,8 37,7 55,2 46,1 39,0 41,5 38,5
2 39,6 37,8 37,4 52,9 46,6 38,8 41,4 38,4
3 39,0 37,5 37,2 49,1 46,7 38,8 41,4 38,4
4 39,0 37,5 36,9 46,1 46,5 38,6 41,1 38,6
5 38,9 37,4 37,1 45,4 46,7 38,6 40,8 38,6
6 38,9 37,5 36,5 46,0 46,5 38,2 40,8 38,5
7 38,7 37,4 36,9 45,9 46,9 38,5 40,7 39,1
53
Grafica 8. Datos monitoreo caudal de salida del agu a tratada, (ver tabla 12)
35
40
45
50
55
0 1 2 3 4 5 6 7 8
Tiempo (horas)
Cau
dal s
alid
a de
agu
a
trat
ada
(L/s
)
Día 1 Día 2 Día 3 Día 4 Día 5 Día 6 Día 7 Día 8
8.6. PLAN DE DOSIFICACIÓN DE LA SOLUCIÓN DE CLORO
Con el fin de mejorar la etapa de dosificación de cloro en el proceso de
desinfección del agua en la planta de tratamiento de Alegrías y la línea cañaveral
del Acueducto Cestillal - el Diamante “ACUCESDI”, se propone un plan de
dosificación de Cloro el cual se basa en los resultados obtenidos después de
realizar el seguimiento a cada uno de los parámetros que previamente se habían
establecido estaban implicados en la etapa de dosificación (demandas de cloro,
variación de la concentración de la solución de cloro con el tiempo, cantidad de
agua que entra a ser tratada dentro de la planta), se establece dicho plan, basado
en los parámetros analizados y las condiciones actuales de la planta de
tratamiento. Para tal fin se deben tener en cuenta los siguientes puntos:
54
1. Preparación de la solución madre:
La solución utilizada en la desinfección (Solución madre) se debe preparar con
una concentración comprendida entre 2,5 y 2,0 %m/v Cl2 (25 000 y 20 000 mg/L
Cl2 respectivamente). Para tal fin se calcularán los volúmenes de solución de
cloro comercial y agua a utilizar. Posteriormente esta debe ser homogenizada
adecuadamente.
2. Caudal de la motobomba:
Se debe graduar la motobomba de dosificación de tal manera que el agua
tratada salga de la planta con una concentración de cloro comprendida entre
0,9 y 1,0 mg/L, manipulando las perillas de frecuencia y flujo y midiendo la
concentración de cloro en el agua a la salida de la planta de alegrías hasta
obtener el valor deseado.
3. Inspección y ensayo de proceso:
Se debe realizar un monitoreo del cloro residual presente en diferentes puntos
del sistema verificando que este se encuentre en los limites adecuados.
4. Análisis de resultados:
De los análisis de estos resultados se buscara obtener información que permita
corregir o mejorar este proceso.
55
1. PREPARACION DE LA SOLUCIÓN MADRE
La solución usada en el proceso de desinfección se prepara a partir de una
solución comercial de Cloro más o menos al 13%m/v de NaClO (Pm: 74,44 g/mol),
como la concentración de la solución se debe expresar en %m/v Cl2 (Pm:
70,90g/mol), en realidad se esta utilizando una solución comercial al 12,38%m/v Cl2.
Por lo general producto del almacenamiento y el transporte, esta solución sufre
cambios en su concentración, por lo cual se recomienda hacer los cálculos
necesarios para que a la hora de preparar la solución usada para la desinfección,
esta quede con una concentración comprendida entre 2,5 y 2,0 %m/v Cl2 (25 000 y
20 000 mg/L Cl2 respectivamente), para tal fin se pueden utilizar las siguientes
formulas:
ECUACION 1. CALCULO CONC. DE SOLUCIÓN COMERCIAL EN % m/v DE Cl 2
Sln %m/v Cl2 = 0.952 * Sln %m/v NaClO (1)
Sln %m/v Cl2 : concentración de la solución comercial expresada en %m/v Cl2
Sln %m/v NaClO concentración de la solución comercial expresada en %m/v NaClO
La ecuación (1) permite calcular la concentración de la solución comercial en %m/v
Cl2 a partir de la concentración expresada en %m/v NaClO.
56
ECUACION 2. CALCULO CONC. DE SOLUCIÓN COMERCIAL EN mg/L DE Cl 2
Sln mg/L Cl2 = 10 000 * Sln . %m/v Cl2 (2)
Sln mg/L Cl2: concentración de la solución comercial expresada en mg/L Cl2
Sln %m/v Cl2 : concentración de la solución comercial expresada en %m/v Cl2
La ecuación (2) permite calcular la concentración de la solución comercial en mg/L
Cl2 a partir de la concentración expresada en %m/v Cl2, y en general permite que la
concentración de cualquier solución de cloro que este expresada en %m/v Cl2 sea
convertida fácilmente a unidades de mg/L Cl2.
ECUACION 3. CALCULO VOL. DE SOLUCIÓN COMERCIAL EN % m/v DE Cl 2
Vsc. = Csd. * Vsd. / Csc. (3)
Vsc. = Volumen de solución comercial.
Csc. = Concentración de solución comercial expresada en %m/v Cl2.
Csd. = Concentración de la solución usada para la desinfección expresada en
%m/v Cl2.
Vsd. = Volumen a preparar de la solución usada para la desinfección.
La ecuación (3) permite conocer el volumen de solución comercial que se debe
usar para preparar la cantidad y la concentración adecuada de solución para la
desinfección. El objetivo de preparar la solución con una concentración
comprendida entre 2,5 y 2,0 %m/v Cl2 (25 000 y 20 000 mg/L Cl2 respectivamente),
es debido a que la variación de la concentración que presenta esta solución es
57
mucho más baja que la que presenta una solución de menor concentración,
además presenta un tiempo de duración apropiado para el proceso.
2. CAUDAL DE LA MOTOBOMBA
El caudal de aplicación de cloro de la motobomba hacia el agua depende de la
concentración de la solución utilizada en la desinfección, la cantidad de cloro que
necesita el agua, el caudal de agua, y la forma como la motobomba aplica el cloro
al agua. Las dos primeras condiciones se pueden calcular y controlar, pero el
caudal de cloro que aplica la motobomba se ve afectado de gran manera por
cambios en el caudal de agua; una pequeña variación en el caudal de agua
provoca una gran variación en el caudal de aplicación de la motobomba, esto se
debe a que la motobomba aplica cloro al agua a través de un tubo unido al tubo
madre de salida de agua, el paso del agua crea una succión sobre el tubo de cloro
generando que la cantidad de solución que llega al agua sea diferente a la
cantidad de solución que realmente dosifica la motobomba; y la magnitud de esta
succión depende de la cantidad del flujo de agua. Bajo estas condiciones de
funcionamiento en la infraestructura de la planta se hace poco práctica la medición
del caudal de aplicación de cloro, debido a que en el momento, el caudal de agua
que sale de la planta no se mantiene dentro de un rango constante que permita
realizar el seguimiento al caudal de aplicación de cloro (ver tabla 12 y grafica 8,
pág. 52 y 53 respectivamente).
Por lo antes explicado, se debe graduar la motobomba en forma tal, que el agua
tratada reporte en el primer punto de muestreo (a 3 metros de la motobomba), una
concentración de cloro comprendida entre 0,9 y 1,0 mg/L Cl2; estos valores se
58
toman basados en los datos obtenidos en los análisis y que muestran que la
variación máxima en toda la línea es de aproximadamente 0,35 – 0,40 mg/L Cl2
(ver tabla 11, pág. 47) y demanda máxima de cloro 0,54 mg/L; reportando así, que
la concentración de cloro residual en todo el tramo de esta línea de distribución se
encontrará dentro de los valores establecidos por el articulo 9 de la resolución
2115 de 2007 [8]. Con el fin de obtener una concentración de cloro en el agua que
sale de la planta entre 0,9 y 1,0 mg/L se tienen los siguientes datos:
TABLA 13. Dosificación de Cloro necesaria para obt ener una concentración
de 0,9 mg/L de Cl 2 en el agua (con solución madre en % m/v)
Solución Madre
%m/v Cl2 2,5 2,4 2,3 2,2 2,1 2,0
Caudal agua (L/s) Caudal solución de cloro (mL/s)
30 1,08 1,13 1,17 1,23 1,29 1,35
35 1,26 1,31 1,37 1,43 1,50 1,58
40 1,44 1,50 1,57 1,64 1,71 1,80
45 1,62 1,69 1,76 1,84 1,93 2,03
50 1,80 1,88 1,96 2,05 2,14 2,25
55 1,98 2,06 2,15 2,25 2,36 2,48
60 2,16 2,25 2,35 2,45 2,57 2,70
59
Tabla 14. Dosificación de cloro necesaria para obt ener una concentración de
0,9 mg/L de Cl 2 en el agua (con solución madre en mg/L)
Solución Madre
mg/L Cl2 25 000 24 000 23 000 22 000 21 000 20 000
Caudal agua (L/s) Caudal solución de cloro (mL/s)
30 1,08 1,13 1,17 1,23 1,29 1,35
35 1,26 1,31 1,37 1,43 1,50 1,58
40 1,44 1,50 1,57 1,64 1,71 1,80
45 1,62 1,69 1,76 1,84 1,93 2,03
50 1,80 1,88 1,96 2,05 2,14 2,25
55 1,98 2,06 2,15 2,25 2,36 2,48
60 2,16 2,25 2,35 2,45 2,57 2,70
En las tablas 13 y 14 se muestra la relación entre el caudal de agua que sale de la
planta, la concentración de la solución utilizada en la desinfección (solución
madre) y el caudal de la solución de cloro que debe ser aplicado, para lograr una
concentración de 0,9 mg/L Cl2 en el agua tratada que se distribuye desde la planta
de tratamiento.
60
Tabla 15. Dosificación de cloro necesaria para obt ener una concentración de
1,0 mg/L de Cl 2 en el agua (con solución madre en % m/v)
Solución Madre
%m/v Cl2 2,5 2,4 2,3 2,2 2,1 2,0
Caudal agua (L/s) Caudal solución de cloro (mL/s)
30 1,20 1,25 1,30 1,36 1,43 1,50
35 1,40 1,46 1,52 1,59 1,67 1,75
40 1,60 1,67 1,74 1,82 1,90 2,00
45 1,80 1,88 1,96 2,05 2,14 2,25
50 2,00 2,08 2,17 2,27 2,38 2,50
55 2,20 2,29 2,39 2,50 2,62 2,75
60 2,40 2,50 2,61 2,73 2,86 3,00
Tabla 16. Dosificación de cloro necesaria para obt ener una concentración de
1,0 mg/L de Cl 2 en el agua (con solución madre en mg/L)
Solución Madre
mg/L Cl2 25 000 24 000 23 000 22 000 21 000 20 000
Caudal agua (L/s) Caudal solución de cloro (mL/s)
30 1,20 1,25 1,30 1,36 1,43 1,50
35 1,40 1,46 1,52 1,59 1,67 1,75
40 1,60 1,67 1,74 1,82 1,90 2,00
45 1,80 1,88 1,96 2,05 2,14 2,25
50 2,00 2,08 2,17 2,27 2,38 2,50
55 2,20 2,29 2,39 2,50 2,62 2,75
60 2,40 2,50 2,61 2,73 2,86 3,00
61
En las tablas 15 y 16 se muestra la relación entre el caudal de agua que sale de la
planta, la concentración de la solución utilizada en la desinfección (solución
madre) y el caudal de la solución de cloro que debe ser aplicado, para lograr una
concentración de 1,0 mg/L Cl2 en el agua tratada que se distribuye desde la planta
de tratamiento.
Tabla 17. Duración de la solución madre necesaria para obtener una
concentración de 0,9 mg/L de Cl 2 en el agua
Solución Madre
mg/L Cl2 25 000 24 000 23 000 22 000 21 000 20 000
Caudal agua (L/s) Duración de la solución (horas)
30 165 157 152 145 138 132
35 141 136 130 124 119 113
40 123 119 113 108 104 99
45 110 105 101 97 92 88
50 99 95 91 87 83 79
55 90 86 83 79 75 72
60 82 79 76 73 69 66
En la tabla 17 se muestra la relación entre el caudal de agua que sale de la
planta, la concentración, y la duración de la solución utilizada en la desinfección
(solución madre), aplicando la cantidad de cloro adecuada para obtener una
concentración de 0,9 mg/L Cl2 en el agua tratada que se distribuye desde la planta
de tratamiento.
62
Tabla 18. Duración de la solución madre necesaria p ara obtener una
concentración de 1,0 mg/l de Cl 2 en el agua
Solución Madre
mg/L Cl2 25 000 24 000 23 000 22 000 21 000 20 000
Caudal agua (L/s) Duración de la solución (horas)
30 148 142 137 131 124 119
35 127 122 117 112 106 102
40 111 106 102 98 94 89
45 99 95 91 87 83 79
50 89 85 82 78 75 71
55 81 78 74 71 68 65
60 74 71 68 65 62 59
En la tabla 18 se muestra la relación entre el caudal de agua que sale de la
planta, la concentración, y la duración de la solución utilizada en la desinfección
(solución madre), aplicando la cantidad de cloro adecuada para obtener una
concentración de 1,0 mg/L Cl2 en el agua tratada que se distribuye desde la planta
de tratamiento. Todos los datos en color rojo corresponden a la mejor dosificación.
3. INSPECCIÓN Y ENSAYO DE PROCESO
Para verificar que el proceso se esta realizando adecuadamente se debe realizar
un monitoreo de cloro residual a través de la línea cañaveral. Para garantizar que
el monitoreo se realice de manera adecuada es recomendable llevar un formato
63
de inspección y ensayo en el cual se consignen las condiciones de muestreo,
puntos de muestreo, intensidad y fechas de muestreo.
4. ANÁLISIS DE RESULTADOS
Se deberán analizar estos resultados, buscando obtener información para mejorar
el proceso cada vez más, tratando de llevar un análisis estadístico de los
resultados y buscando relacionar las condiciones en que se dieron los resultados
con el valor numérico de los mismos.
8.7. ANALISIS MICROBIOLÓGICO
Realizando un seguimiento microbiológico en el laboratorio de aguas de la
universidad (ver reporte en anexos), al agua cruda captada por el acueducto, al
agua después del proceso de clarificación, al agua después de la adición del
desinfectante en el primer punto de muestreo y al agua de entrada en el tanque de
Altagracia, se obtuvieron reportes de coliformes totales y E. coli en las muestras,
debido a que en el proceso de desinfección no se cuenta con un tiempo de
retención de cloro en el agua. En la tabla 19 se muestran los resultados:
Tabla 19. Análisis microbiológico del agua en el ac ueducto
Ensayo Agua cruda Agua
clarificada
Agua tratada
primer punto
Agua tratada
entrada tanque
Coliformes totales >1600 340 62 7
E. coli 760 50 0 0
64
9. CONCLUSIONES
Se evaluaron las condiciones de dosificación de cloro en la etapa de desinfección
realizada en la planta de tratamiento del acueducto, observando que el proceso de
preparación y mezcla de la solución de cloro es poco eficiente, debido a que no
existe un proceso de homogenización que asegure igual concentración de cloro en
toda la solución, lo que durante el tiempo de análisis se resolvió mediante
homogenización manual y actualmente se coordina una salida definitiva al
problema.
Se logro determinar las condiciones directamente relacionadas con el proceso de
dosificación de cloro tales como cambio de la concentración con el tiempo de la
solución de cloro que se utiliza en la etapa de desinfección del agua, demandas de
cloro, variación de la concentración de cloro residual a través de la red de
distribución, en la línea cañaveral de la misma.
Se propuso un plan de dosificación de cloro, en concordancia con las condiciones
actuales del acueducto, basado en los resultados obtenidos durante el todo el
proceso de análisis y seguimiento, a cada uno de los parámetros establecidos
anteriormente.
Se evaluó el plan de dosificación de cloro planteado, y no se obtuvieron resultados
concordantes con los calculados en los análisis previos, debido a que actualmente
el acueducto presenta problemas de infraestructura en su planta física,
específicamente en la planta de tratamiento, que en el momento impiden que el
plan de dosificación sea llevado a cabo con éxito bajo los parámetros establecidos
en el presente trabajo.
65
Se establecieron los ajustes necesarios que debe realizar el acueducto para
mejorar el proceso de dosificación de cloro que se aplica actualmente, los cuales
consisten en hacer mejoras en el proceso de preparación de la solución de cloro,
la adquisición de equipos de medida adecuados, el correcto almacenamiento de la
solución de cloro suministrada por el proveedor, el control frecuente y constante
de la concentración de cloro residual mediante un método como el yodometrico,
que en este caso ha mostrado buenos resultados, y es mas preciso que el que
aplican en la actualidad, realizar mejoras en los puntos de muestreo como también
algunas mejoras de infraestructura en la planta de tratamiento.
Como conclusión adicional, se realizó un seguimiento microbiológico a cuatro
muestras de agua diferentes con el fin de analizar la efectividad del proceso de
desinfección tal y como se esta aplicando actualmente en el acueducto al
momento de la realización del presente trabajo, obteniendo resultados negativos
en cuanto a la efectividad de dicho proceso, ya que los análisis arrojaron
resultados positivos para el crecimiento de bacterias como las coliformes y la E.
coli, aún cuando los residuales de cloro se encontraban dentro del rango permitido
por las normas vigentes; esto debido a que no existe un tiempo de retención en
contacto del cloro con el agua, se hace ineficiente cualquier método o plan de
dosificación que se aplique, puesto que si no existe dicho tiempo de contacto lo
mas lógico es que no se inhiba completamente el crecimiento de dichas bacterias
en el agua por lo que continuaran creciendo levemente, lo cual se ratifica mediante
los resultados de los análisis realizados en el presente trabajo, y se tenga que
aplicar cantidades relativamente grandes de desinfectante que pueden llegar a
afectar la salud de los beneficiarios del acueducto.
66
10. RECOMENDACIONES
Con el fin de tratar de mejorar el proceso de desinfección, se proponen las
siguientes recomendaciones a consideración.
1. Implementar un sistema de agitación para los compartimentos del tanque
que dosifica la solución de cloro, buscando homogenizar la mezcla.
2. Mejorar la comunicación entre los dos compartimentos del tanque que
contiene la solución de cloro a dosificar para que tengan más contacto la
solución de cloro allí contenida.
3. Realizar una limpieza periódica a los tanques de cloración, ya que las
partículas de suciedad que quedan allí pueden producir un consumo de
cloro que reduciría la concentración de la solución al momento de
adicionarla en los tanques.
4. Mejorar en lo posible la forma de almacenamiento de cloro buscando que
este se realice en un lugar fresco, ventilado y en lo posible refrigerado.
5. Conseguir un sistema de medida confiable que permita medir la
concentración de cloro de forma adecuada.
67
6. Preparar la solución de cloro de acuerdo a las condiciones del proceso.
7. Tratar en lo posible que el agua tratada salga con una concentración de
cloro residual entre 0,9 y 1,0 mg/L de la planta de tratamiento para asegurar
que el proceso de desinfección se realice de manera adecuada y dentro de
los parámetros establecidos por la ley.
8. Realizar mejoras en el punto de dosificación de cloro hacia el tubo de salida
de agua, procurando que el cloro se dosifique en el sentido de flujo del
agua para evitar la succión que le pueda ejercer esta a la solución de cloro,
permitiendo así que la motobomba dosifique exactamente la cantidad
necesaria para la desinfección.
9. Implementar en lo posible un sistema de retención de cloro (construcción de
un tanque de almacenamiento) como mínimo de 12 a 24 horas para
asegurar que la desinfección del agua sea realizada de manera efectiva y
segura.
10. Establecer puntos fijos de muestreo realizando las adecuaciones físicas
necesarias y requeridas por las normas vigentes.
68
11. BIBLIOGRAFIA
[1] AYRES, Gilbert H. Análisis químico cuantitativo. Editorial Harper y Row.
[2] BROWN, Theodore. Química: la ciencia central. Séptima edición. México:
Prentice hall, 1998. 1096p. ISBN: 970-17-0169-0.
[3] CAMPUZANO HENAO, Alberto. Análisis químico cuantitativo. Practicas de
laboratorio. Universidad tecnológica de Pereira, escuela de tecnología química
1987. Practicas 11, 12 y 13.
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http://www.educasitios.educ.ar.
[5] FORTUNECITY. El agua. [en línea]. [Consulta: 30 noviembre 2007].http://www.
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[6] LENNTECH. Que es la desinfección del agua [en línea]. [Consulta: 29 marzo
2007]. http://www.lenntech.com
[7] MINISTERIO DE SALUD. BOGOTA. COLOMBIA. Decreto 1594 del 26 de junio
de 1984. BOGOTA, el ministerio, 1984.
[8] MINISTERIO DE LA PROTECCIÓN SOCIAL. BOGOTA. COLOMBIA. Decreto
1575 del 9 de mayo de 2007. BOGOTA, el ministerio, 2007.
69
[9] MINISTERIO DE LA PROTECCIÓN SOCIAL, MINISTERIO DE AMBIENTE,
VIVIENDA Y DESARROLLO TERRITORIAL. BOGOTA. COLOMBIA.
Resolución 2115 del 22 de junio de 2007. BOGOTA, el ministerio, 2007.
[9] PERUECOLOGICO. Importancia del agua. [en línea]. [Consulta: 30 noviembre
2007]. http://www.peruecolgico.com
[10] RAMIREZ, Ana Milena y TELLO, Gladys Viviana. Evaluación de la calidad del
agua de la asociación comunitaria de suscriptores del acueducto Cestillal el
Diamante. Tesis (Tecnóloga Química). Pereira, Colombia, Universidad
Tecnológica de Perei ra. Facul tad de Tecnología, 2005. 107 p.
[11] RODIER, J. Análisis de las aguas: Aguas naturales, residuales y de mar.
Primera edición. Barcelona: Ediciones Omega, S.A. 1998. 1059p. ISBN: 84-
282-0625-2.
[11] ROMERO ROJAS, Jairo Alberto. Acuiquímica. Editorial Escuela Colombiana
de Ingeniería. Bogota, Nomos S.A.
[12] ROMERO ROJAS, Jairo Alberto. Purificación del agua. Editorial Escuela
Colombiana de Ingeniería. Bogota: Nomos S.A. 2000. 400p. ISBN: 958-8060-
16-8.
[13] SDNHM. Importancia del agua para la vida. [en línea]. [Consulta: 30 de
noviembre 2007]. http://www.sdnhm.org/education/binational/curriculums/
agua/act1ante.html
70
12. ANEXOS
12.1. TABLAS Y GRAFICAS DEL CAMBIO CON EL TIEMPO DE LA
CONCENTRACIÓN DE LAS SOLUCIONES DE CLORO QUE SE UTI LIZAN EN
LA ETAPA DE DESINFECCIÓN DEL AGUA .
Tabla 20. Cambio con el tiempo en la concentración de la solución de cloro
No. 1 (solución sin homogenizar)
Día No. Tiempo (horas) %m/v Cl2 %m/v Cl2
(Promedio / día) mg/L Cl2
Variación
mg/L Cl2
1
0 4,20
4,12
42 000
1 500 2 4,13 41 300
4 4,09 40 900
6 4,05 40 500
2
22 4,05
4,10
40 500
-400 aumento de
concentración
24 3,98 39 800
26 4,20 42 000
28 4,16 41 600
30 4,09 40 900
3
46 3,95
4,07
39 500
-700 aumento de
concentración
48 4,20 42 000
50 4,09 40 900
52 4,02 40 200
4 74 1,67
1,62 16 700
1 100 76 1,56 15 600
5 98 1,12
1,11 11 200
300 100 1,09 10 900
71
Grafica 9. Cambio con el tiempo en la concentració n de la solución de cloro
No. 1 (en % m/v de Cl 2), (ver tabla 20 anexos)
0
1
2
3
4
5
0 20 40 60 80 100
Tiempo (horas)
%m
/v d
e C
loro
Grafica 10. Cambio con el tiempo en la concentració n de la solución de cloro
No. 1 (en mg/L de Cl 2), (ver tabla 20 anexos)
0
5000
10000
15000
20000
25000
30000
35000
40000
45000
mg/
L de
Clo
ro
0 4 8 24 30 48 52 76 100
Tiempo (horas)
72
Tabla 21. Cambio con el tiempo en la concentración de la solución de cloro
No. 2 (solución homogenizada)
Día No. Tiempo (horas) %m/v Cl2 %m/v Cl2
(Promedio / día) mg/L Cl2
Variación mg/L Cl2
1
16 1,81
1,81
18 100
0 18 1,81 18 100
20 1,81 18 100
22 1,81 18 100
2
40 1,74
1,68
17 400
800 42 1,66 16 660
44 1,66 16 660
46 1,66 16 660
3
63 1,52
1,47
15 200
700 65 1,45 14 500
67 1,45 14 500
69 1,45 14 500
73
Grafica 11. Cambio con el tiempo en la concentraci ón de la solución de
cloro No. 2 (en % m/v de Cl 2), (ver tabla 21 anexos)
1,4
1,5
1,6
1,7
1,8
1,9
0 10 20 30 40 50 60 70 80
Tiempo (horas)
%m
/v d
e C
loro
Grafica 12. Cambio con el tiempo de la concentració n de la solución de cloro
No. 2 (en mg/L de Cl 2), (ver tabla 21 anexos)
14000
14500
15000
15500
16000
16500
17000
17500
18000
18500
mg/
L de
Clo
ro
16 18 20 22 40 42 44 46 63 65 67 69
Tiempo (horas)
74
Tabla 22. Cambio con el tiempo en la concentración de la solución de cloro
No. 3 (solución homogenizada)
Día No. Tiempo (horas) %m/v Cl2 %m/v Cl2
(Promedio / día) mg/L Cl2
Variación mg/L Cl2
1 2 1,88 1.88 18 800 0
4 1,88 18 800
2
22 1,81
1,76
18 100
700 24 1,74 17 400
26 1,74 17 400
28 1,74 17 400
3
47 1,74
1,72
17 400
800 49 1,74 17 400
51 1,74 17 400
53 1,66 16 600
4
70 1,59
1,54
15 900
700 72 1,52 15 200
74 1,52 15 200
76 1,52 15 200
5
95 1,52
1,50
15 200
700 97 1,52 15 200
99 1,52 15 200
101 1,45 14 500
75
Grafica 13. Cambio con el tiempo en la concentraci ón de la solución de
cloro No. 3 (en % m/v Cl 2), (ver tabla 22 anexos)
1,4
1,5
1,6
1,7
1,8
1,9
2
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110
Tiempo (horas)
% m
/v d
e C
loro
Grafica 14. Cambio con el tiempo en la concentració n de la solución de cloro
No. 3 (en mg/L de Cl 2), (ver tabla 22 anexos)
13000
14000
15000
16000
17000
18000
19000
mg/
L de
Clo
ro
2 22 26 47 51 70 74 95 99
Tiem po (horas)
76
Tabla 23. Cambio con el tiempo en la concentración de la solución de cloro
No. 4 (solución homogenizada)
Día No. Tiempo (horas) %m/v Cl2 %m/v Cl2
(Promedio / día) mg/L Cl2
Variación mg/L Cl2
1
3 1,74
1,66
17 400
1500 5 1,66 16 600
7 1,59 15 900
3
50 1,52
1,52
15 200
0 52 1,52 15 200
54 1,52 15 200
56 1,52 15 200
4 74 1,45
1,45 14 500
0 76 1,45 14 500
77
Grafica 15. Cambio con el tiempo en la concentració n de la solución de cloro
No. 4 (en % m/v de Cl 2), (ver tabla 23 anexos)
1,4
1,5
1,6
1,7
1,8
0 10 20 30 40 50 60 70 80
Tiempo (horas)
% m
/v d
e C
loro
Grafica 16. Cambio con el tiempo en la concentració n de la solución de cloro
No. 4 (en mg/L de Cl 2), (ver tabla 23 anexos)
14000
14500
15000
15500
16000
16500
17000
17500
mg/
L de
Clo
ro
3 5 7 50 52 54 56 74 76
Tiempo (horas)
78
Tabla 24. Cambio con el tiempo en la concentración de la solución de cloro
No. 5 (solución homogenizada)
Día No. Tiempo (horas) %m/v Cl2 %m/v Cl2
(Promedio / día) mg/L Cl2
Variación mg/L Cl2
1 15 1,74
1,70 17 400
800 17 1,66 16 600
2
40 1,66
1,63
16 600
700 42 1,66 16 600
44 1,59 15 900
46 1,59 15 900
3
63 1,52
1,52
15 200
0 65 1,52 15 200
67 1,52 15 200
69 1,52 15 200
4 87 1,37
1,37 13 700
0 89 1,37 13 700
79
Grafica 17. Cambio con el tiempo en la concentració n de la solución de cloro
No. 5 (en % m/v de Cl 2), (ver tabla 24 anexos)
1,3
1,4
1,5
1,6
1,7
1,8
0 20 40 60 80 100
Tiempo (horas)
% m
/v d
e C
loro
Grafica 18. Cambio con el tiempo en la concentració n de la solución de cloro
No. 5 (en mg/L de Cl 2), (ver tabla 24 anexos)
13000
13500
14000
14500
15000
15500
16000
16500
17000
17500
18000
mg/
L de
Clo
ro
15 17 40 42 44 46 63 65 67 69 87 89
Tiempo (horas)
80
Tabla 25. Cambio con el tiempo en la concentración de la solución de cloro
No. 6 (solución homogenizada)
Día No. Tiempo (horas) %m/v Cl2 %m/v Cl2
(Promedio / día) mg/L Cl2
Variación mg/L Cl2
1 2 1,70 1,70 17 000 0
2
19 1,70
1,70
17 000
0 21 1,70 17 000
23 1,70 17 000
25 1,70 17 000
3
44 1,66
1,66
16 600
0 46 1,66 16 600
48 1,66 16 600
50 1,66 16 600
4
68 1,66
1,64
16 600
700 70 1,66 16 600
72 1,63 16 300
74 1,59 15 900
81
Grafica 19. Cambio con el tiempo en la concentraci ón de la solución de
cloro No. 6 (en % m/v de Cl 2), (ver tabla 25 anexos)
1,58
1,6
1,62
1,64
1,66
1,68
1,7
1,72
0 10 20 30 40 50 60 70 80
Tiempo (horas)
% m
/v d
e C
loro
Grafica 20. Cambio con el tiempo en la concentració n de la solución de cloro
No. 6 (en mg/L de Cl 2), (ver tabla 25 anexos)
15700
15900
16100
16300
16500
16700
16900
17100
mg/
L de
Clo
ro
2 19 21 23 25 44 46 48 50 68 70 72 74
Tiempo (horas)
82
Tabla 26. Cambio con el tiempo en la concentración de la solución de cloro
No. 7 (solución homogenizada)
Día No. Tiempo (horas) %m/v Cl2 %m/v Cl2
(Promedio / día) mg/L Cl2
Variación mg/L Cl2
1
4 2,15
2,15
21 500
0 6 2,15 21 500
8 2,15 21 500
10 2,15 21 500
2
28 2,15
2,15
21 500
0 30 2,15 21 500
32 2,15 21 500
34 2,15 21 500
3
54 2,08
2,08
20 800
0 56 2,08 20 800
58 2,08 20 800
4
75 2,08
2,08
20 800
0 77 2,08 20 800
79 2,08 20 800
81 2,08 20 800
5
100 2,00
2,00
20 000
0 102 2,00 20 000
104 2,00 20 000
106 2,00 20 000
83
Grafica 21. Cambio con el tiempo en la concentració n de la solución de cloro
No. 7 (en % m/v de Cl 2), (ver tabla 26 anexos)
1,98
2,02
2,06
2,1
2,14
2,18
0 20 40 60 80 100 120
Tiempo (horas)
% m
/v d
e C
loro
Grafica 22. Cambio con el tiempo en la concentració n de la solución de cloro
No. 7 (en mg/L de Cl 2), (ver tabla 26 anexos)
19700
19900
20100
20300
20500
20700
20900
21100
21300
21500
21700
mg/
L de
Clo
ro
4 8 28 32 54 58 77 81 102 106
Tiempo (horas)
84
12.2. DEMANDAS DE CLORO
12.2.1. DEMANDAS DE CLORO DE AGUA CLARIFICADA EN DÍ AS CÁLIDOS
Tabla 27. Demanda de cloro No. 1
Dosis de Cloro (mg/L) Cloro residual (mg/L) Diferencia entre Dosis de Cloro
y Cloro residual (mg/L)
0,16 0,00 0,16
0,32 0,14 0,18
0,49 0,32 0,17
0,65 0,50 0,15
0,81 0,64 0,17
0,97 0,78 0,19
1,13 0,92 0,21
1,30 1,07 0,23
1,46 1,24 0,22
1,62 1,42 0,20
85
Grafica 23. Demanda de cloro No. 1, (ver tabla 27 a nexos)
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1
1,2
1,4
1,6
0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2 1,4 1,6 1,8 2
Dosis de Cloro (mg/L)
Clo
ro R
esid
ual (
mg/
L)
Tabla 28. Demanda de cloro No. 2
Dosis de cloro (mg/L) Cloro residual (mg/L) Diferencia entre Dosis de Cloro
y Cloro residual (mg/L)
0,16 0,00 0,16
0,31 0,14 0,17
0,46 0,32 0,14
0,62 0,46 0,16
0,77 0,60 0,17
0,93 0,74 0,19
1,08 0,88 0,20
1,24 1,02 0,22
1,39 1,21 0,18
1,55 1,35 0,20
86
Grafica 24. Demanda de cloro No. 2, (ver tabla 28 anexos)
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1
1,2
1,4
1,6
0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2 1,4 1,6 1,8
Dosis de Cloro (mg/L)
Clo
ro R
esid
ual (
mg/
L)
Tabla 29. Demanda de cloro No. 3
Dosis de cloro (mg/L) Cloro residual (mg/L) Diferencia entre Dosis de Cloro
y Cloro residual (mg/L)
0,16 0,00 0,16
0,32 0,18 0,14
0,49 0,32 0,17
0,65 0,43 0,22
0,81 0,60 0,21
0,97 0,82 0,15
1,13 0,92 0,21
1,30 1,10 0,20
1,46 1,24 0,22
1,62 1,42 0,20
87
Grafica 25. Demanda de cloro No. 3, (ver tabla 29 anexos)
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1
1,2
1,4
1,6
0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2 1,4 1,6 1,8
Dosis de Cloro (mg/L)
Clo
ro R
esid
ual (
mg/
L)
Tabla 30. Demanda de cloro No. 4
Dosis de cloro (mg/L) Cloro residual (mg/L) Diferencia entre Dosis de Cloro
y Cloro residual (mg/L)
0,13 0,00 0,13
0,27 0,14 0,13
0,40 0,25 0,15
0,53 0,36 0,17
0,66 0,46 0,20
0,80 0,57 0,23
0,93 0,67 0,26
1,06 0,78 0,28
1,19 0,89 0,30
1,33 0,99 0,34
88
Grafica 26. Demanda de cloro No. 4, (ver tabla 30 anexos)
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1
1,2
0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2 1,4
Dosis de Cloro (mg/L)
Clo
ro R
esid
ual (
mg/
L)
Tabla 31. Demanda de cloro No. 5
Dosis de cloro (mg/L) Cloro residual (mg/L) Diferencia entre Dosis de Cloro
y Cloro residual (mg/L)
0,19 0,00 0,19
0,38 0,21 0,17
0,57 0,39 0,18
0,77 0,57 0,20
0,96 0,75 0,21
1,15 0,92 0,23
1,34 1,14 0,20
1,53 1,28 0,25
1,72 1,42 0,30
1,92 1,60 0,32
89
Grafica 27. Demanda de cloro No. 5, (ver tabla 31 anexos)
0
0,3
0,6
0,9
1,2
1,5
1,8
0 0,5 1 1,5 2 2,5
Dosis de Cloro (mg/L)
Clo
ro R
esid
ual (
mg/
L)
Tabla 32. Demanda de cloro No. 6
Dosis de cloro (mg/L) Cloro residual (mg/L) Diferencia entre Dosis de Cloro
y Cloro residual (mg/L)
0,16 0,00 0,16
0,32 0,14 0,18
0,49 0,28 0,21
0,65 0,43 0,22
0,81 0,57 0,24
0,97 0,71 0,26
1,13 0,89 0,24
1,30 0,99 0,31
1,46 1,17 0,29
1,62 1,28 0,34
90
Grafica 28. Demanda de cloro No. 6, (ver tabla 32 anexos)
0
0,4
0,8
1,2
1,6
0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2 1,4 1,6 1,8
Dosis de Cloro (mg/L)
Clo
ro R
esid
ual (
mg/
L)
91
12.2.2. DEMANDAS DE CLORO DE AGUA CLARIFICADA EN DÍ AS FRÍOS
(LLUVIOSOS)
Tabla 33. Demanda de cloro No. 7
Dosis de cloro (mg/L) Cloro residual (mg/L) Diferencia entre Dosis de Cloro
y Cloro residual (mg/L)
0,26 0,00 0,26
0,52 0,32 0,20
0,77 0,53 0,24
1,03 0,75 0,28
1,29 0,96 0,33
1,55 1,24 0,31
1,81 1,42 0,39
2,06 1,63 0,43
2,32 1,85 0,47
2,58 2,13 0,45
92
Grafica 29. Demanda de cloro No. 7, (ver tabla 33 anexos)
0
0,5
1
1,5
2
2,5
0 0,5 1 1,5 2 2,5 3
Dosis de Cloro (mg/L)
Clo
ro R
esid
ual (
mg/
L)
Tabla 34. Demanda de cloro No. 8
Dosis de cloro (mg/L) Cloro residual (mg/L) Diferencia entre Dosis de Cloro
y Cloro residual (mg/L)
0,23 0,14 0,09
0,46 0,36 0,10
0,69 0,50 0,19
0,91 0,64 0,27
1,14 0,82 0,32
1,37 0,99 0,38
1,60 1,17 0,43
1,83 1,42 0,41
2,06 1,56 0,50
2,28 1,74 0,54
93
Grafica 30. Demanda de cloro No. 8, (ver tabla 34 anexos)
0
0,4
0,8
1,2
1,6
2
0 0,5 1 1,5 2 2,5
Dosis de Cloro (mg/L)
Clo
ro R
esid
ual (
mg/
L)
94
12.2.3. DEMANDA DE CLORO DE AGUA CRUDA EN DÍA CÁLID O
Tabla 35. Demanda de cloro No. 9
Dosis de cloro (mg/L) Cloro residual (mg/L) Diferencia entre Dosis de Cloro
y Cloro residual (mg/L)
0,18 0,00 0,18
0,35 0,18 0,17
0,53 0,32 0,21
0,71 0,46 0,25
0,88 0,60 0,28
1,06 0,75 0,31
1,24 0,96 0,28
1,42 1,10 0,32
1,59 1,24 0,35
1,77 1,35 0,42
95
Grafica 31. Demanda de cloro No. 9, (ver tabla 35 a nexos)
0
0,3
0,6
0,9
1,2
1,5
0 0,5 1 1,5 2
Dosis de Cloro (mg/L)
Clo
ro R
esid
ual (
mg/
L)
96
12.3. REPORTE MICROBIOLÓGICO
97
98
99
